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ボイラーの構造(A1~A10)

H28前期-A-問1

熱及び蒸気に関し、次のうち誤っているものはどれか。

1:気体の比熱には、圧力一定で温度1℃上げる場合の定圧比熱と、体積一定で温度1℃上げる場合の定容比熱とがあり、定圧比熱は定容比熱より小さい。

2:固体壁の表面とそれに接する流体との間の熱移動を熱伝達といい、液体の沸騰又は蒸気の凝縮のように相変化を伴う場合の熱伝達率は極めて大きい。

3:過熱蒸気は、飽和蒸気を更に加熱し蒸気温度が飽和温度より高くなったもので、過熱蒸気の温度と、同じ圧力の飽和蒸気の温度との差を過熱度という。

4:物体の圧力をP(PA)、比体積をv(m3/kg)、内部エネルギーをu(J/kg)とすると、物体の比エンタルピh(J/kg)は、h=u+Pvで表される。

5:水の飽和温度は、標準大気圧のとき100℃で、圧力が高くなるほど高くなる。

解答と解説

H28前期-A-問2

重油を燃料とするボイラーにおいて、蒸発量が毎時2t、ボイラー効率が90%であるとき、低発熱量が41MJ/kgの重油の消費量の値に最も近いものは、次のうちどれか。
ただし、発生蒸気の比エンタルピは2,780kJ/kg、給水の温度は24℃とする。

1:2kg/h

2:145kg/h

3:156kg/h

4:205kg/h

5:615kg/h

解答と解説

H28前期-A-問3

炉筒煙管ボイラーに関し、次のうち誤っているものはどれか。

1:他の丸ボイラーに比べ、構造が複雑で内部は狭く、掃除や検査が困難なため、良質の水を供給することが必要である。

2:煙管には伝熱効果の大きいスパイラル管を用いているものが多い。

3:ウエットバック式は、後部煙室が胴の内部に設けられ、その周囲が水で囲まれている構造である。

4:戻り燃焼方式では、燃焼ガスが炉筒後端から煙管を通って後部煙室に入り、別の煙管を通って前方に戻る。

5:全ての組立てを製造工場で行い、完成状態で運搬できるパッケージ形式にしたものが多い。

解答と解説

H28前期-A-問4

水管ボイラーに関し、次のうち誤っているものはどれか。

1:伝熱面積当たりの保有水量が小さいので、起動から所要蒸気を発生するまでの時間が短い。

2:一般に水冷壁構造であり、水冷壁管は、火炎からの強い放射熱を有効に吸収し、高い蒸発率を示す放射伝熱面となるとともに、炉壁を保護する。

3:自然循環式の大容量のボイラーには、対流形過熱器とともに火炉上方に放射熱を吸収する放射形過熱器を設けたものがある。

4:過熱器やエコノマイザを自由に配置できるほか、伝熱面積を大きくとることができ、一般にボイラー効率が高い。

5:高温高圧のボイラーでは、全吸収熱量のうち、本体伝熱面の吸収熱量の割合が大きいので、伝熱面積の小さい過熱器が設けられる。

解答と解説

H28前期-A-問5

鋳鉄製ボイラーに関し、次のうち誤っているものはどれか。

1:鋼製ボイラーに比べ、強度は弱いが腐食には強い。

2:燃焼室の底面は、ほとんどがウエットボトム式の構造となっている。

3:側二重柱構造のセクションでは、ボイラー水の循環において、燃焼室側側柱が上昇管、外側側柱が下降管の役割を果たしている。

4:蒸気ボイラーでは、復水を循環使用するのを原則とし、給水管は、ボイラー本体後部セクションの安全低水面の少し下に直接取り付けられる。

5:暖房に温水ボイラーを使用する場合は、蒸気ボイラーを使用する場合に比べ、部屋ごとの温度調節が容易である。

解答と解説

H28前期-A-問6

ステーに関し、次のうち誤っているものはどれか。

1:ステーボルトは、機関車形ボイラーの内火室板と外火室板のように接近している平板の補強に使用される。

2:ガセットステーは、胴と鏡板に直接溶接によって取り付け、鏡板を胴で支える。

3:ガセットステーの配置に当たっては、ブリージングスペ一スを十分に取る。

4:管ステーは、煙管よりも厚い肉厚の鋼管を管板に溶接又はねじ込みによって取り付ける。

5:管ステーをねじ込みによって火炎に触れる部分に取り付ける場合には、焼損を防ぐため端部を縁曲げしてはならない。

解答と解説

H28前期-A-問7

ボイラーのばね安全弁及び安全弁の排気管に関し、次のうち誤っているものはどれか。

1:安全弁の吹出し圧力は、調整ボルトを締めたり緩めたりして、ばねが弁体を弁座に押し付ける力を変えることによって調整する。

2:安全弁は、蒸気流量を制限する構造によって、揚程式と全量式に分類される。

3:全量式安全弁は、弁座流路面積で吹出し面積が決まる。

4:安全弁軸心から安全弁の排気管中心までの距離は、できるだけ短くする。

5:安全弁の取付管台の内径は、安全弁入口径と同径以上とする。

解答と解説

H28前期-A-問8

ボイラーに使用する計測器に関し、次のうち誤っているものはどれか。

1:ブルトン管圧力計は、断面が扁平な管を円弧状に曲げ、その一端を固定し他端を閉じ、その先に歯付扇形片を取り付けて小歯車とかみ合わせたものである。

2:差圧式流量計は、流体の流れている管の中にベンチュリ管又はオリフィスなどの絞り機構を挿入すると、流量がその入口と出口の差圧の平方根に比例することを利用している。

3:容積式流量計は、ケーシング内でだ円形歯車を2個組み合わせ、これを流体の流れによって回転させると、歯車とケーシング壁との間の空間部分の量だけ流体が流れ、流量が歯車の回転数の2乗に比例することを利用している。

4:丸形ガラス水面計は、主として最高使用圧力1MPa以下の丸ボイラーなどに用いられる。

5:二色水面計は、光線の屈折率の差を利用したもので、蒸気部は赤色に、水部は緑色に見える。

解答と解説

H28前期-A-問9

圧力制御用機器に関し、次のうち誤っているものはどれか。

1:オンオフ式蒸気圧力調節器は、蒸気圧力の変化によってべローズとばねが伸縮し、レバーが動いてマイクロスイッチなどを開閉する。

2:オンオフ式蒸気圧力調節器は、ベローズに直接蒸気が浸入しないように水を満たしたサイホン管を用いて取り付ける。

3:電子式圧力センサは、シリコンダイアフラムで受けた圧力を封入された液体を介して金属ダイアフラムに伝え、その金属ダイアフラムの抵抗の変化を利用し圧力を検出する。

4:比例式蒸気圧力調節器の比例帯は、ボイラーの特性、蒸気の使用状態などに応じてその幅を調整するが、制御を安定させるためには、条件が許す限り、大きく設定する。

5:圧力制限器は、ボイラーの蒸気圧力、燃焼用空気圧力、燃料油圧力などが異常になったとき、直ちに燃料の供給を遮断するものである。

解答と解説

H28前期-A-問10

温度検出器に関し、次のうち誤っているものはどれか。

1:バイメタル式温度検出器は、熱膨張率の異なる2種類の薄い金属板を張り合わせたバイメタルにより接点をオンオフするもので、振動により誤差が出ることがあるほか、応答速度が遅い。

2:溶液密封式温度検出器は、感温体内の揮発性液体の温度変化による膨張・収縮を利用して、ベローズなどにより接点をオンオフするものである。

3:保護管を用いて溶液密封式温度検出器の感温体をボイラー本体に取り付ける場合は、保護管内にシリコングリスなどを挿入して感度を良くする。

4:測温抵抗体は、金属の電気抵抗が温度変化によって一定の割合で変化する性質を利用して温度を測定するもので、使用する金属には、温度に対する抵抗変化が一定であること、温度係数が大きいことなどの要件が必要である。

5:熱電対は、2種類の材質の異なる金属線の両端を接合し、閉回路を作ったもので、両端を同一温度にすると回路中にその金属固有の熱起電力が発生する原理を利用して、温度を測定するものである。

解答と解説

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